Re: Domanda: rotazione degli elettroni

From: Giorgio Pastore <pastgio_at_univ.trieste.it>
Date: 1999/12/14

Don-K-boy wrote:
SNIP
> Credo che c'e'
> proprio un equilibrio tra questa forza esercitata dai protoni del nucleo e
> la forza centrifuga del moto circolare. Penso sia qualcosa di simile al moto
> dei pianeti intorno al sole. Anche loro dovrebbero cadere sul sole per
> attrazione gravitazionale, ma questa forza e' equilibrata dalla forza
> centrifuga del moto (quasi) circolare. Ditemi se sto scrivendo stupidaggini.
>

Stupidaggini? Beh, diciamo che sei in ottima e numerosa compagnia a
rischiare di fare confusione ( o quanto meno discorsi complicati) con
la storia della forza centrifuga!

Lascia quindi stare qualsiasi discorso tu possa aver letto riguardc un
"equilibrio" tra forza gravitazionale (o di Coulomb) e forza centrifuga
e ragiona con la tua testa ed i principi della dinamica di Newton.

Obbiezione al discorso dell' "equilibrio": se F_centrifuga = e contraria
a F_gravitazionale (che e' centripeta, cioe' diretta verso il centro
dell' orbita) quale sarebbe la forza risultante SUL corpo (pianeta o
carica che sia) ?

Nulla. E quindi, secondo il secondo principio ( scusa il bisticcio :-),
il corpo NON soggetto a forze si muoverebbe ad accelerazione nulla, che
poi implica che si potrebbe muovere solo di moto rettilineo uniforme.

Evidentemente nel discorso dell' equilibrio c'e' qualcosa che non
funziona. E questo e' l' idea che ci sia una forza (quella centrifuga)
che sarebbe presente nel sistema di riferimento inerziale (gli unici in
cui F=ma) e che agisca sul corpo.

Nei sistemi inerziali NON c'e' nulla del genere. Il corpo si muove su
una traiettoria curva perche' c'e' la forza gravitazionale ( o di
Coulomb) e non serve niente altro.

Da dove vien fuori la forza centrifuga allora ?
Come forza agente SUL corpo, solo nel sistema NON-inerziale co-rotante
col corpo stesso. In questo sistema la relazione tra accelerazione e
forze esterne NON e' F=ma ma contiene un termine aggiuntivo dipendente
dalla velocita' del corpo che si puo' interpretare come se fosse una
forza ulteriore agente sul corpo (ma solo in quanto non siamo piu' in un
sistema inerziale). Questa extra-forza e' quello che si chiama la forza
(apparente) centrifuga ed e' responsabile del fatto che nel sistema
co-rotante l' accelerazione del corpo e' effettivamente nulla.

Tuttavia nel sistema inerziale non c'e' nulla di simile.
Quello che a volte aiuta a fare confusione e' il fatto che se, p.es.,
faccio roteare un peso attaccato ad un filo, la mia mano avverte una
forza "verso l' esterno" e anche questa viene talvolta indicata come
"forza centrifuga".

Questo pero' non deve indurre in errore: la forza SULLA mano NON e' una
forza sul corpo che ruota. Per il terzo principio e' uguale e contraria
a quella MA si tratta di una forza che non entra nel conto delle "cause"
dell' accelerazione del corpo.

Se non son riuscito a chiarire il punto a sufficienza ne riparliamo.

Giorgio Pastore

P.S. In effetti la storia delle forze centrifughe e' sufficientemente
complicata da avere mietuto piu' di una vittima. Lo stesso Levi-Civita
introduceva da qualche parte del suo testo di Meccanica Razionale un
oggetto bizzarro come "la forza che un corpo esercita sulla sua traiettoria"...
Received on Tue Dec 14 1999 - 00:00:00 CET